研究人员开发了一种超高速半导体材料 可用于高速数据通信

英国研究人员开发了世界领先的复合半导体（CS）制造技术，可以用于驱动未来的高速数据通信技术。

卡迪夫大学复合半导体研究所（IC）的一个团队与合作者合作，创新了一种超高速、高灵敏度的“雪崩光电二极管”（APD），其电子“噪音”比硅材质的器件要小。

雪崩光电二极管是一种高度敏感的半导体器件，利用“光电效应”——当光照射到材料上，将光转换成电能。

全世界都需要更快、超灵敏的雪崩光电二极管，用于高速数据通信和自动车辆的光探测和测距（LiDAR）系统。

近期在《自然光子学Nature Photonics》上发表了一篇论文，概述了在创造极低过剩噪声和高灵敏度雪崩光电二极管方面的突破。

卡迪夫研究人员由塞姆鲁大学教授戴安娜·哈夫克（Diana Huffaker）领导，他是ICS的科学总监，也是塞姆鲁大学高级工程和材料主席，与谢菲尔德大学和加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的加利福尼亚纳米系统研究所合作开发该技术。

上图所示为卡迪夫大学复合半导体研究所的戴安娜·哈夫克教授。

哈夫克教授说：“我们开发极低过剩噪声和高灵敏度雪崩光电二极管的工作有可能产生一种新型的高性能接收器，用于网络和传感。

这种技术的创新之处在于利用分子束外延（MBE）在原子间“生长”复合半导体晶体的先进材料开发。这种特殊的材料是相当复杂和具有挑战性的合成，因为它结合了四个不同的原子，需要一种新的分子束外延方法。SER-Cymru MBE设备专门设计用于实现针对未来传感解决方案的一整套具有挑战性的材料。”

Shiyu Xie博士是赛姆鲁爵士的同事，他说：“我们报告的结果是非常重要的，因为它们在非常低的信号环境中，在室温下运行，而且非常重要的是，与目前大多数商业通信供应商使用的InP光电平台兼容。”

“这些雪崩光电二极管具有广泛的应用范围。在激光雷达或3-D激光测绘中，它们被用来制作高分辨率的地图，在地貌学、地震学以及一些自主汽车的控制和导航方面有着广泛的应用。

“我们的发现可以改变雪崩光电二极管的全球研究领域。我们开发的材料可以直接替代现有的雪崩光电二极管，从而产生更高的数据传输速率或实现更长的传输距离。”

ICS内的SER-Cymru小组目前正与谢菲尔德的合作者一起准备一份提案，供英国研究和创新部门提供资金，以支持进一步的工作。

加的夫大学副校长科林·赖尔登教授补充道：“哈夫克教授的赛姆鲁集团的工作对于支持更广泛的复合半导体集群CS-Connected的持续成功发挥着至关重要的作用，该集群汇集了南沃尔的十个行业和学术伙伴。发展创造经济繁荣的21世纪技术。”

哈夫克教授补充道：“我们的研究为工业带来了直接效益。我们正与空客和复合半导体应用弹射器密切合作，将这项技术应用于未来的自由空间光学通信系统。”

来源：https://phys.org/news/2019-07-ultrafast-semiconductors.html